DE19602227A1 - Vorratsbehälter mit Austragsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorratsbehälter für Schüttgüter, der mit einer Austrag­ vorrichtung am Boden des Vorratsbehälters und einem Rührwerk ausgestattet ist. Dabei besteht das Rührwerk aus mindestens zwei, in vertikal übereinander liegenden Rührebenen angeordneten, mit einer zentralen Rührwerksachse verbun­ denen, radial nach außen gerichteten Rührarmen. Das Rührwerk dient zur Auf­ lockerung des Produkts im Vorratsbehälter. Mit der Austragvorrichtung kann das Schüttgut z. B. als Zwischenprodukt abgefüllt oder in eine Verfahrens- oder Reaktionsstufe eindosiert werden, der das Schüttgut kontinuierlich oder diskontinu­ ierlich als Edukt zugeführt werden muß.

Häufig tritt das Problem auf, daß feuchte Schüttgüter mit stark variierender Kon­ sistenz aus dem Vorratsbehälter mit gleichbleibender Dosierrate und Dosiergenau­ igkeit einem Trockner zugeführt werden müssen. Solange es sich dabei um ein körniges, rieselfähiges Schüttgut handelt, arbeiten die bekannten Vorratsbehälter in Verbindung mit üblichen Austragsorganen in der Regel zufriedenstellend. Schwie­ rigkeiten können aber bei kohäsiven brückenbildenden Substanzen auftreten. Dazu gehören insbesondere pastöse, krümelig pastöse und pastös schollige Substanzen. Diese Substanzen neigen zum Anbacken und zur Fladenbildung, wodurch der kontinuierliche Stofftransport vom Vorratsbehälter in das Austragsorgan am Boden des Behälters beeinträchtigt wird oder sogar zeitweise ganz unterbrochen wird, so daß eine gleichbleibende Produktdosierung aus dem Vorratsbehälter in eine nachfolgende Verfahrensstufe, z. B. in einen Trockner, nicht mehr gewährleistet ist. Eine ungleichmäßige, bzw. zeitlich schwankende Produktbeladung im Trockner kann aber zu schwankenden Produktrestfeuchten, starken Materialbeanspruchungen und damit zu Produktschädigungen führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde einen Vorratsbehälter mit Austragsorgan zur genauen und reproduzierbaren Dosierung von Feststoffen zu entwickeln, der universell für Feststoffe mit ganz verschiedenen Materialeigen­ schaften geeignet ist, bzw. mit geringem Aufwand für die Dosierung von Schütt­ gütern abhängig von deren Konsistenz umgerüstet und optimiert werden kann. Insbesondere soll damit auch eine einwandfreie Dosierung der oben erwähnten, in verfahrenstechnischer Hinsicht kritischen, kohäsiven brückenbildenden Substanzen aus dem Vorratsbehälter in die nächste Verfahrensstufe ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Vorratsbehälter mit Austragsvorrichtung und Rührwerk, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in verschiedenen Ebenen angeordneten Rührarme des Rührwerks an Hülsenstücken befestigt sind, die als unterschiedlich ausgeführter Rührwerksbesatz auf die Rühr­ werkswelle aufschiebbar und mit ihr kraftschlüssig verbunden sind. Aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung sind die Hülsenstücke auf der Rührwerkswelle gegen Verdrehen gesichert.

Vorzugsweise ist mindestens ein Rührarm im Bodenbereich des Vorratsbehälters angebracht und mit Rührelementen zur Auflockerung des Schüttgutes auf dem Be­ hälterboden bestückt. Zu diesem Zweck ist der Rührarm ca. 1 bis 3 cm über dem Behälterboden angeordnet. Durch diese Maßnahme wird der Materialtransport im Bodenbereich und damit die Förderung des Schüttgutes zum Austragsorgan ver­ bessert.

Eine besonders gute Auflockerung kann mit rechenförmig ausgebildeten Rührele­ menten erreicht werden.

Gut bewährt hat sich auch eine Rührwerksausführung, bei der ein Teil der Rühr­ arme zur Auflockerung des darüberliegenden Produkts schräg angestellte, in Dreh­ richtung abfallende Rührflächen aufweist.

Weiterentwickelte, speziell auf die Dosierung von kohäsiven, brückenbildenden Substanzen zugeschnittene Rührwerkseinbauten sind dadurch charakterisiert, daß ein im Bodenbereich des Vorratsbehälters angeordneter Rührarm an seinem äuße­ ren Ende mit einer schräg angestellten, in Drehrichtung ansteigenden Rührfläche und in einem der Rührwerkswelle benachbarten Innenbereich mit einer schräg angestellten, in Drehrichtung abfallenden Rührfläche versehen ist. Auf diese Weise wirkt der Innenbereich des Rührarms auflockernd, während im Außenbereich, in dem die Eintrittsöffnung des Austragsorgans liegt, eine Anpressung des Schütt­ gutes erfolgt. Dadurch kann der Materialfluß in das Austragsorgan bei den oben erwähnten, in der Handhabung normalerweise schwierigen Substanzen erheblich verbessert und vergleichmäßigt werden.

Um zu verhindern, daß ein kohäsives Schüttgut vom Rührwerk mitgeschleppt wird und dann im Behälter mitrotiert, sind an der Behälterwand vorteilhaft in bekannter Weise radial nach innen gerichtete, feststehende Gegenrührarme angebracht.

Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

• - Durch die variable Bestückung des auf die Rührwerksachse aufschiebbaren Hülsenrührwerks nach Art eines Baukastensystems kann die Austragung und Dosierung von Schüttgütern aus dem Vorratsbehälter in einem breiten Konsistenzbereich optimal an das jeweilige Produkt angepaßt werden.
• - Durch eine passende Bestuckung des Hülsenrührwerks kann bereits im Vorratsbehälter eine Mischung und Homogenisierung durchgeführt werden.
• - Der Vorratsbehälter mit dem anpaßbaren Hülsenrührwerksbesatz ist vor allem zur genauen und reproduzierbaren Dosierung von schwer fließenden, kohäsiven Produkten geeignet.
• - Durch Anbringung von Rührelementen, vor allem im Bodenbereich des Behälters, kann das erforderliche Rührwerksdrehmoment verringert werden.
• - Die bodennahen Rührelemente, mit denen einerseits eine Auflockerung und andererseits ein Andruck des Produkts erzielt wird, sorgen auch für eine praktisch vollständige Entleerung des Vorratsbehälters.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Vorratsbehälters mit Hülsenrührwerk und Austragsschnecke,

Fig. 2 das Hülsenrührwerk in Verbindung mit der Rührwerkswelle,

Fig. 3 einen Rührarm mit ansteigenden und abfallenden Rührflächen.

Der Vorratsbehälter zum dosierten Austrag von kohäsiven, brückenbildenden und daher schlecht fließende Schüttgütern besteht gemäß Fig. 1 aus einem zylindri­ schen Behälter 1 mit einem flachen Boden 2. In der unteren Hälfte des Behälters 1 ist über dem Boden 2 zentral ein Hülsenrührwerk 3 so angeordnet, daß die Rühr­ werkswelle durch den Boden 2 hindurchgeführt und mit einem Antrieb verbunden ist. Das Rührwerk 3 ist hier mit vier kraftschlüssig mit der Rührwerkswelle verbundenen, vertikal übereinander liegenden Hülsenstücken 4a, 4b, 4c, 4d bestückt, an denen radial nach außen gerichtete Rührarme 5 befestigt sind. Die zu einem Hülsenstück gehörenden Rührarme 5 sind jeweils in einer Ebene (Rühr­ ebene) angeordnet. Die Rührarme 5 weisen schräg angestellte, in Umdrehungsrich­ tung ansteigende Rührflächen bzw. Rührflügel auf. Der Anstellwinkel beträgt z. B. 30°. Auf Grund dieser Formgebung erzeugen die umlaufenden Rührarme einen Pressdruck auf das unter ihnen liegende Schüttgut. Umgekehrt kann das Schüttgut durch in Umdrehungsrichtung abfallende Rührflächen aufgelockert werden. An der Behälterwand sind außerdem zwischen zwei Rührebenen feststehende Gegenrühr­ arme 6 angebracht. Sie verhindern, daß das Schüttgut mit dem Rührwerk 3 mitro­ tiert.

Zur Eindosierung des Schüttguts in eine nachfolgende Verfahrensstufe, z. B. in einen Trockner, weist der Vorratsbehälter eine Austragsvorrichtung 7 auf. Sie besteht hier aus einer einwelligen Förderschnecke 8, die unterhalb der Behälter­ wand 1 an der Peripherie des Behälterbodens 2 senkrecht zur Rührwerksachse angeordnet ist. Der Schneckentrog 9, in dem sich die Förderschnecke 8 befindet, ist im Bereich des Behälterbodens offen, so daß das Schüttgut über den Behälter­ boden 2 direkt in den Schneckentrog 9 gelangt und dort von der Förderschnecke 8 erfaßt wird. Die schräg angestellten Rührflächen 5, die mit ihrem äußeren Ende den Schneckentrog 9 überstreichen, bewirken dabei, daß der Schneckentrog 9 vom Rührwerk 3 stopfend befüllt wird. Durch das an der Austragsvorrichtung 7 ange­ schlossene Produktrohr 10 (hier in abmontierter Form dargestellt!) wird das Schüttgut dann in die nächste Verfahrensstufe gefördert.

In Fig. 2 ist das Hülsenrührwerk 3 noch einmal in Seitenansicht im Detail dargestellt. Es ist mit insgesamt 14 Rührarmen 5a-5n für teilweise verschiedene Funktionen bestückt. Die Rührarme 5a-5d sind an dem obersten Hülsenstück 4d, die Rührarme 5e-5h an dem mittleren Hülsenstück 4c, die Rührarme 5i-5l am vorletztem Hülsenstück 4b und die beiden Rührarme 5n, 5m an dem untersten Hülsenstück 4a angeschweißt. Das oberste Hülsenstück 4d ist einseitig geschlos­ sen und bildet den oberen Abschluß des Rührwerks. Um eine sichere Verbindung zu gewährleisten, wird das Abschlußhülsenstück 4d zusätzlich durch eine Schraube 12 gegen axiales Verschieben gesichert. Die Hülsenstücke 4a-4d mit den Rührarmen 5a-5n werden nacheinander (zuletzt das Abschlußhülsenstück 4d) auf die Rührwerkswelle 11 aufgeschoben und sind gegen Verdrehen durch eine sog. Nut-Federverbindung gesichert. Letztere besteht jeweils aus einem radial aus der Rührwerkswelle 11 herausragenden kurzen Steg (Feder) 13, der in eine sich in axialer Richtung durch alle Hülsenstücke 4a-4d erstreckende Längsnut 14 eingreift. Dadurch wird für jedes Hülsenstück separat eine hinsichtlich Drehbe­ wegungen kraftschlüssige Verbindung zwischen der Rührwerkswelle 11 und den zugehörigen Rührarmen geschaffen. Dies ermöglicht eine Baukasten-ähnliche Bereitstellung von verschiedenen Rührwerksbesätzen, die je nach Bedarf, d. h. in Abhängigkeit von der Konsistenz der aus dem Vorratsbehälter zu dosierenden, schwer fließenden Produkte in einfacher Weise auf der Rührwerkswelle 11 und damit im Vorratsbehälter montiert werden.

So besteht z. B. gemäß Fig. 2 und 3 der unterste Rührarm 5m aus zwei unterschied­ lich gestalteten Rührflächen bzw. Rührflügeln 15 und 16, während der gegenüber­ liegende Rührarm 5n mit rechenförmigen Rührelementen 17 zur Auflockerung des Schüttgutes im Bodenbereich versehen ist. Die Rührarme 5m und 5n sind im Bodenbereich, d. h. ca. 1 bis 3 cm über dem Behälterboden 2 angeordnet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besitzt der im Außenbereich liegende Rührflügel 15 eine in Drehrichtung ansteigende Rührfläche. Dagegen ist der im Innenbereich angeord­ nete, dem Hülsenstück 4a benachbarte Rührflügel 16 desselben Rührarmes 5m mit einer in Drehrichtung abfallenden Rührfläche ausgestattet. Durch diese Formge­ bung wird erreicht, daß das Schüttgut einerseits an der Peripherie des Behälter­ bodens 2 und vor allem im Einzugsbereich des Schneckentroges 9 (s. Fig. 1) angepreßt und andererseits im Innenbereich des Behälters angehoben bzw. aufge­ lockert wird. Damit kann auch verhindert werden, daß sich allmählich Produktreste am Behälterboden 2 ansammeln, die von der Austragsvorrichtung nicht erfaßt werden können.

Claims (6)

1. Vorratsbehälter für ein kohäsives, brückenbildendes Schüttgut, mit einer Austragsvorrichtung (7) am Boden (2) des Vorratsbehälters und einem Rührwerk (3), das aus mindestens zwei, in vertikal übereinander liegenden Rührebenen angeordneten, mit einer zentralen Rührwerksachse (11) verbun­ denen, radial nach außen gerichteten Rührarmen (5) besteht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in verschiedenen Ebenen angeordneten Rührarme (5a -5n) an Hülsenstücken (4a-4d) befestigt sind, die als unterschiedlich aus­ geführter Rührwerksbesatz auf die Rührwerkswelle (11) aufschiebbar und mit ihr kraftschlüssig verbunden sind.

2. Vorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rührarm (5m, 5n) im Bodenbereich des Vorratsbehälters angebracht ist und mit Rührelementen (17) zur Auflockerung des Schüttgutes auf dem Behälterboden (2) versehen ist.

3. Vorratsbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rühr­ elemente (17) rechenförmig ausgebildet sind.

4. Vorratsbehälter nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Rührarme (5a-5n) zur Auflockerung des darüberliegenden Produkts schräg angestellte, in Drehrichtung abfallende Rührflächen aufweist.

5. Vorratsbehälter nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Bodenbereich des Vorratsbehälters angeordneter Rührarm (5m) an seinem äußeren Ende mit einer schräg angestellten, in Drehrichtung ansteigenden Rührfläche (15) und in einem der Rührwerksachse (11) benachbarten Innenbereich mit einer schräg angestellten, in Drehrichtung abfallenden Rührfläche (16) versehen ist.

6. Vorratsbehälter nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Behälterwand radial nach innen gerichtete, feststehende Gegenrührarme (6) angebracht sind.